Risultati imprevisti dal mulitplier di tensione

Avevo bisogno di una sorgente ad alta tensione (500VDC) per testare un circuito. Per raggiungere questo obiettivo, il mio mentore mi ha incaricato di costruire un duplicatore di tensione, che avrei alimentato con 250 V CA. Ho scelto di utilizzare un semplice raddrizzatore a semionda come mostrato di seguito.

I diodi sono 1N4007. Gli unici condensatori ad alta tensione disponibili erano tappi non polarizzati 2.2nF 2KV. 2.2nF non è molto, ma non ho altre opzioni qui. L'ho costruito nella formazione sopra, con i nodi a pochi centimetri di distanza.

Quando si è trattato di test, tuttavia, i risultati non erano quelli che mi aspettavo. Ho messo 29VAC sull'ingresso, ma ho ottenuto solo 35VDC. Ho fatto alcuni test e questo è quello che ho trovato:

Ho quindi creato un quadruplo per fare altri test, ed è quello che ho ottenuto:

Molto sorpreso, il mio mentore e io abbiamo fatto una simulazione LTspice dei circuiti, che si è comportato come inizialmente previsto. Ecco gli screenshot:

Come puoi vedere, sto testando la tensione in ingresso e in uscita.

Perché i miei circuiti non hanno funzionato?

Capisco che i modelli SPICE utilizzano componenti ideali, ma anche così, perché la simulazione differisce così tanto da quello che ho nella vita reale?

voltage-doubler

Ciò che non è presente nella simulazione è l'impedenza di 10 Mohm del multimetro. È rilevante? Calcola l'impedenza di un condensatore da 2,2 nF a 60 Hz e vedi cosa ottieni.

— Bimpelrekkie,

Non ci ho pensato. 2.2nF @ 60Hz è 1.2Mohm. In che modo cambia il fatto che si tratta di una DC a semionda nella maggior parte dei tappi?

@Bimpelrekkie, l'ho aggiunto alla simulazione e si è comportato in modo molto simile alle mie misurazioni. Sembra che tu mi abbia dato la risposta, grazie! Se desideri scrivere una risposta completa, sarei felice di accettarla.

1.2 Mohm è per un'onda sinusoidale pura. Se stai chiedendo l'impedenza di un seno a semionda, allora è troppo ampio per rispondere qui. Ciò implicherebbe analisi armoniche e spettrali, non esiste una risposta facile. Ma aggiungi la resistenza del multimetro nella simulazione e vedi cosa succede.

— Bimpelrekkie,

Ciò che non è presente nella simulazione è l'impedenza di 10 Mohm del multimetro.

Ma 10 Mohm è abbastanza alta resistenza, quindi è rilevante?

Calcola l'impedenza di un condensatore da 2,2 nF a 60 Hz e nota come sia circa 1,2 Mohm, il che è abbastanza rilevante rispetto a 10 Mohm. Inoltre i condensatori sono più o meno in serie.

— Bimpelrekkie
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